Кредит зображення: Чандра
Нове зображення рентгенівської обсерваторії Чандра показує далеку галактику, яка раніше виглядала як наш власний Чумацький Шлях, що врізався у скупчення галактик зі швидкістю 7,5 мільйонів кілометрів на годину. Сила цього зіткнення настільки сильна, що навколишній водень у галактиці роздягається, залишаючи лише скелетні спіральні плечі. Без водню нове утворення зірок у галактиці припинилося. Незважаючи на те, що зіткнення галактики були помічені раніше, це найшвидше і найжорстокіше.
Затягуючи 200 000-світлових річок викидних газів, галактика, яка колись була схожа на наш Чумацький Шлях, подрібнюється, коли вона занурюється зі швидкістю 4,5 мільйона миль на годину через серце далекого скупчення галактик. У цьому незвичайному жорстокому зіткненні з газом навколишнього кластеру галактика відводиться до скелетних спіральних ручок, оскільки вона виймається зі свіжого водню для створення нових зірок.
Своєчасне падіння галактики пропонує нові підказки для розгадування таємниці того, що відбувається зі спіральними галактиками у жорстокому Всесвіті. Огляди раннього Всесвіту показують, що спіральні галактики колись були набагато ряснішими у багатих скупченнях галактик. Але вони, здається, зникли протягом космічного часу. Куди поділися ці "зниклі органи"?
Астрономи використовують широкий спектр телескопів та методів аналізу, щоб провести “CSI” або слідчий місця злочину, щоб подивитися на те, що відбувається з цією галактикою всередині грубого мікрорайону кластера. "Це очевидний випадок нападу галактики і батареї", - каже Вільям Кіл з університету Алабами. "Це перший раз, коли ми маємо повний набір результатів таких розрізнених методів, що показують скоєне злочину та спосіб роботи".
Кіль та його колеги викладають "криміналістичні докази" пізнього життя галактики в серії презентацій сьогодні в Атланті, штат Каліфорнія, на 203-му засіданні Американського астрономічного товариства. Астрономи зібрали дані, комбінуючи різноманітні діагностичні спостереження з телескопів, аналізуючи появу галактики у рентгенівському, оптичному та радіосвіті. Паралельні спостереження на різній довжині хвилі простежують, як зірки, газ та пил перекидаються навколо та вириваються з крихкої галактики, що називається C153. Незважаючи на те, що подібні "страждаючі" галактики були помічені раніше, ця смерть є надзвичайно швидкою та жорстокою. Галактика належить до скупчення галактик, що потрапили в інший кластер близько 100 мільйонів років тому. Ця галактика взяла на себе тягар побиття, коли вона впала по траєкторії прямо через щільне ядро зіткнення скупчення.
"Це допомагає пояснити дивні рентгенівські та радіовипромінювання, які ми бачимо", - каже Кіль. "Галактика - це лабораторія, яка вивчає, як газ можна позбавити, коли він пролітає через гарячий кластерний газ, вимикаючи народження зірки та перетворюючи галактику".
Перша пропозиція галактичного пошкодження в цьому скупченні з'явилася в 1994 році, коли радіотелескоп "Very Large Array" поблизу Сокорро, штат Нью-Мексико, виявив у кластері незвичну кількість радіогалактик під назвою Abell 2125. Радіо джерела простежують як формування зірок, так і живлення центральних чорні діри в скупченнях галактик. Радіоспостереження також показали, що C153 виділявся з інших галактик як надзвичайно потужне джерело радіо.
Команда Кіля розпочала розгорнуту програму подальших спостережень, щоб розкрити деталі про галактики. "Це було розроблено для того, щоб побачити, який зв'язок може бути між подіями 10-мільйонного світлового року кластерного злиття та тим, що відбувається глибоко всередині окремих галактик", - каже Кіль.
Рентгенівські спостереження із супутника ROSAT (абревіатура для супутника Рентгена) показали, що кластер містить величезні кількості 36-мільйонного градуса Фаренгейта (20-мільйонний градус Кельвіна), який охоплює галактики. Газ концентрується у двох основних грудочках, а не плавно розподіляється по кластеру, як це часто трапляється.
Це посилило підозру, що насправді стикаються два скупчення галактик. У середині-наприкінці 1990-х астрономи повернули 4-метровий телескоп Мейал та 3,5-метровий телескоп WIYN у Національній обсерваторії Кіт-Пік на кластер для аналізу зіркового світла за допомогою спектроскопії. Вони знайшли безліч зіркоутворюючих систем і навіть діючі галактичні чорні діри, що підживлюються зіткненням. Дезінтегруюча галактика C153 різко виділялася, коли телескопи KPNO використовувались для фотографування кластера за кольором.
Потім астрономи навчили космічний телескоп Хаббла (HST) НАСА на C153 і вирішили химерну форму. Вони виявили, що галактика виглядає незвично незграбною з безліччю молодих зоряних скупчень і хаотичними особливостями пилу. Окрім порушених особливостей диска галактики, HST також показав, що світло в хвості в основному приписується недавньому зірковому утворенню, забезпечуючи пряме посилання на знімання галактики під час її проходження через ядро кластера. Газ, стиснений уздовж передового краю галактики, як сніг перед оранкою, запалив вогняну бурю нової зірки. Докази недавнього утворення зірок також походять з оптичного спектру, отриманого в 10-метровому телескопі Gemini North на Гаваях. Спектр дозволяє дослідникам оцінити час з часу останнього сплеску утворення зірок.
Цей висновок було ще більше підкріплено, коли камера "Мозаїка" на телескопі Кейт Пік Майелла знайшла дуже довгий хвіст з розширеним газом, що сходить із галактики. Хвіст, мабуть, був породжений частково ураганом зоряних вітрів, що киплять з нових районів народження зірки і видувається назад, коли галактика проходить через навколишній гарячий газ скупчення.
Спектроскопічні спостереження за допомогою телескопа Близнюків дозволили астрономам визначити віковий зоряний вибух. Вони виявляють, що 90 відсотків блакитного світла C153 походить від популяції зірок, яким 100 мільйонів років. Цей вік відповідає часу, коли галактика повинна була пройти через найгустіший газ у ядрі кластера.
Спектроскопічні спостереження Близнюків показують, що зірки мають звичайний зразок орбітального руху навколо центру, як зазвичай для дискових галактик. Однак є багаторазово розповсюджені хмари газу, що рухаються незалежно від зірок. "Це важлива підказка, що щось, що перебуває поза гравітаційними силами, повинно працювати, оскільки зірки і газ реагують однаково на чисто гравітаційні сили", - каже Кіль. "Іншими словами, газ галактики не знає, що роблять зірки".
Рентгенівська обсерваторія Чандра НАСА виявила, що холодніші хмари, виявлені за допомогою оптичних телескопів і пов'язаної з ними радіосистеми, вбудовані в набагато більшу багатомільйонну стежку газу. Дані Чандри вказують на те, що цей гарячий газ був, мабуть, збагачений важкими елементами зоряним вибухом і витіснений із галактики надзвуковим рухом через значно більшу хмару газу, що пронизує скупчення.
Ці спостереження в сукупності свідчать про те, що тиснений тиск зовнішнього газу в кластері знімає власний газ галактики. Цей процес давно гіпотезується, щоб пояснити вимушену еволюцію кластерних галактик. Її наслідки розглядалися кількома способами. Деякі сусідні приклади, Sextet Сейферта та Квінтет Стефана, - це тісні скупчення, які показують наслідки зіткнень з високою швидкістю.
Галактиці C153 призначено втратити останні залишки своїх спіральних рукавів і стати чистою галактикою типу S0, що має центральну опуклість і диск, але не має спірально-плечової структури. Ці типи галактик поширені в густих скупченнях галактик, що спостерігаються сьогодні. Астрономи планують зробити нові спостереження з Близнюками ще у 2004 році, щоб вивчити динаміку газу та зірок у хвості.
Члени наукової групи - Вільям Кіл (Університет Алабами), Фрейзер Оуен (Національна обсерваторія радіоастрономії), Майкл Ледлоу (Обсерваторія Близнюків) та Даніель Ван (Університет Массачусетса).
Центр космічних польотів Маршалла НАСА, Хантсвіл, штат Алабама, керує програмою "Чандра" для Управління космічної науки, штаб-квартира NASA, штат Вашингтон. Northrop Grumman з Редондо Біч, штат Каліфорнія, раніше TRW, Inc., був головним підрядником розвитку обсерваторії. Смітсонівська астрофізична обсерваторія контролює наукові та льотні операції з рентгенівського центру Чандра в Кембриджі, штат Массачусетс.
Оригінальне джерело: Chandra News Release
